Die Städtische Verbindungsbahn in Frankfurt am Main (kurz: Verbindungsbahn) entstand im 19. Jahrhundert als Verbindung zwischen den Frankfurter Westbahnhöfen am Gallustor und der Frankfurt-Hanauer Eisenbahn im Osten der Stadt. Sie verdankt ihre Entstehung einer Initiative der Regierung der Freien Stadt Frankfurt.
Am 31. Juli 1859 wurde die 6 km lange Strecke, die weitgehend am nördlichen Mainufer entlang führt, dem Verkehr übergeben. Den Betrieb führte zunächst die Frankfurt-Hanauer Eisenbahn-Gesellschaft und seit 1872 die Hessische Ludwigsbahn-Gesellschaft. Nach der Einverleibung der Freien Stadt in das Königreich Preußen 1866 blieb die Bahn bis heute im Eigentum der Stadtgemeinde.
Anfangs fand nur Güterverkehr zwischen den Bahnhöfen im Stadtgebiet sowie zum Zollhof und Hafen statt. Ab 1. Juni 1869 fuhren hier auch Personenzüge, unter anderem Schnellzüge von den Frankfurter Westbahnhöfen nach Mitteldeutschland. Dieser Verkehr endete, als 1873 die staatliche Frankfurt-Bebraer Bahn auf dem linken Mainufer ihren Betrieb aufnahm.
Im Jahre 1880 wurde die Strecke nach Westen um 1,7 km verlängert. Zu dieser Zeit ließ die Hessische Ludwigsbahn Züge vom Ostbahnhof nach Limburg am Mainufer entlangfahren, wo am Fahrtor eine Haltestelle eingerichtet wurde. Der Personenverkehr endete am 1. April 1913, als die Frankfurt-Hanauer Eisenbahn über den neu errichteten Ostbahnhof über die Deutschherrnbrücke mit dem Südbahnhof verbunden wurde.
Seitdem besteht die Bahn als Eigenbetrieb Städtische Hafenbahn. Ihre Bedeutung für die neu entstehenden Hafenanlagen, Industriegebiete an der Hanauer Landstraße und die Großmarkthalle wuchs bis in die Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg ständig an.
Als 1945 nach Kriegsende alle Eisenbahnbrücken über den Main zerstört waren, erlangte die Verbindung erneut Bedeutung für den überörtlichen Verkehr: Sie stellte die einzige Verbindung für den Güterverkehr von Frankfurt in östlicher Richtung dar. Auch ein bescheidener Personenverkehr kam wieder zustande: Die Kleinbahn Frankfurt-Königstein führte hier ihre Züge vom 13. Juli bis zum 30. September 1945 aus dem Taunus über Frankfurt-Höchst und Fahrtor bis zum Bahnhof Frankfurt-Mainkur.
Heute verkehren täglich Übergaben im Güterverkehr auf der Hafenbahn und im Personenverkehr gelegentlich Züge der Historischen Eisenbahn Frankfurt mit Dampf- und Dieselloks sowie Schienenbussen.
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